發(fā)布時間：2020-07-25 15:28

【摘要】：分散劑在煤瀝青表面的潤濕和吸附是決定其能否制得符合要求的煤瀝青水漿的關(guān)鍵因素。若要系統(tǒng)、深入研究分散劑與煤瀝青的潤濕和吸附,則需對兩者的結(jié)構(gòu)特征進行考察。雖然前期研究中采用元素分析、XPS、SEM-EDS、IR等手段對煤瀝青的組成進行了分析,但所得結(jié)果僅為元素組成和含量、表面官能團等,無法獲得煤瀝青的確切結(jié)構(gòu)信息。鑒于上述原因,本文依據(jù)煤瀝青的GC-MS分析結(jié)果,從中選擇兩個含量最大的組分苯并[e]熒蒽和苯并[ghi]傒作為煤瀝青的代表結(jié)構(gòu),采用量子化學(xué)計算的方法進一步模擬苯并[e]熒蒽、苯并[ghi]傒與m-n-m型Gemini表面活性劑的相互作用,以期從理論上闡明并解釋煤瀝青與Gemini表面活性劑的作用原理,并為實驗結(jié)果提供理論依據(jù)。采用量子化學(xué)方法對煤瀝青與Gemini表面活性劑的相互作用進行研究,探究了兩者作用的熱力學(xué)參數(shù)、作用力、電荷變化,考察了不同的疏水鏈長度、聯(lián)結(jié)基長度對煤瀝青性能的影響,研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):(1)對于Gemini表面活性劑的兩種構(gòu)型而言,非直鏈型的相比直鏈型的結(jié)合能要低,其結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。而與煤瀝青作用后的結(jié)果發(fā)現(xiàn),分子m-8-m與m-4-m系列非直鏈型的Gemini表面活性劑比直鏈型的結(jié)合能均較低,非直鏈型的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。分散劑與煤瀝青吸附作用體系直鏈型的8-4-8、8-8-8結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,非直鏈型的12-8-12、12-4-12、14-4-14構(gòu)型比較穩(wěn)定。進行溶劑化效應(yīng)計算后分散劑的12-8-12、14-8-14、8-4-8、14-4-14構(gòu)型比較穩(wěn)定。(2)分析m-4-m與m-8-m系列的熱力學(xué)參數(shù)發(fā)現(xiàn),表面吸附為吸熱過程,是焓驅(qū)動的過程,m-4-m整體分散過程自發(fā)性較好,m-8-m系列的分散過程自發(fā)性較差。而溶劑化效應(yīng)計算之后,考慮溶劑化效應(yīng)則吸附變?yōu)榉艧徇^程,屬于熵-焓共同驅(qū)動的效果。兩個系列分散劑分散的體系都不能自發(fā),m-4-m系列的吉布斯自由能變較大,相比m-8-m系列,m-4-m系列分散劑需要外界的能量要高。加入溶劑化后對整個分散體系影響較大。(3)兩個系列分散劑與煤瀝青主要作用位點均為煤瀝青結(jié)構(gòu)中的碳原子與分散劑的氫原子相互作用,并且作用前后碳原子與氫原子本身的電荷均發(fā)生了變化。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ522.65

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本文編號：2770008